让变速驱动与可变排量泵完美配合

来源:荣格

发布时间:2019年4月8日下午 11:04:47

尽管变速驱动通常与固定排量泵配套使用,但在许多应用中,将变速驱动与可变排量泵配合使用会带来更多的好处。
推动一切事物智能化或互联化的最新努力,让制造业出现了一些有趣的变化。应用和基础设施为机电和流体动力的使用划分了范围,然而,随着高速控制、快速响应电机和更高级软件的开发,变速电驱动正逐渐进入动力液压泵领域。
让变速驱动与可变排量泵完美配合
以前,这些技术很难相互结合,但过去几年间,越来越多电动机与泵的相互结合,能够提供与由电液阀或变量泵控制系统相匹配的动力和响应。其结果不仅获得了新的功能和控制,而且还降低了能耗。
 
虽然智能流体系统听起来似乎很新,但其实已经存在多年。不同之处在于它们已变得越来越智能化。
 
随着技术的进步,或者可能是由于流体动力领域技能的差距,这种趋势不可避免,但机电与液压和(或)气动的融合触发了智能创新。
 
在交钥匙产品中,这些新的解决方案易于编程和控制。展望未来,这些可变驱动、机电液压、智能、一体式解决方案有望成为新的规范。
让变速驱动与可变排量泵完美配合
Kyntronics智能液压执行器是一个变速电机驱动液压泵、伺服阀、气缸和所有组件的集成装置。只需要提供电力和I/O信号。该解决方案适用于要求500 lb(2225N)至100000 lb(445 kN)以上力、最高冲程120英寸.(3048 mm)的应用,控制位置、力和速度。
 
 “传统上,恒速交流感应电机被用来驱动固定液压系统中的泵,其液压动力由流量和压力调节阀或变量泵来控制,”MD的姊妹刊物Hydraulics & Pneumatics(液压与气动学)的特约编辑Ray Scroggins表示。“但即使系统没有负载,持续运行的电机的消耗也可能高达满负荷电流的50%。
 
此外,传统液压动力装置(HPU)中的泵和电机通常采用超大尺寸,才能满足最大工作循环的需求。
 
 “相比之下,变频驱动或伺服驱动可以更有效地管理电机的工作扭矩和速度,”Scroggins继续说道:“电动机并非始终以全速运行,而是在任何给定的时间内按照系统所需要的速度运行。”
 
尽管变速驱动通常与固定排量泵配套使用,但在许多应用中,将变速驱动与可变排量泵配合使用会带来更多的好处。
 
“通过将变速电驱动和变排量静液压驱动相结合,可以大幅度减小电机尺寸,从而降低安装成本和电气寄生损耗,”Parker Hannifin应用工程师VAS团队的Rashid Aidun指出。
 
智能气动
Festo的VTEM运动终端是一个具有可扩展性和更大控制能力的模块化气动解决方案。作为一个可扩展的模块化网络物理系统(CPS),它可以使气动数字化。VTEM目前已能提供50个计划应用中的10个。单个智能阀片可提供多达50个单独部件的功能,减少了硬件并简化了编程。
让变速驱动与可变排量泵完美配合
2-电极导电单元设计
 
电流和测量极
设计约占总成本的25%至30%。与传统阀门终端平台相比,CPS能显著地实现时间增益和节省。在某些情况下,与对模块化阀门终端以及附加的单个部件进行设计和参数化相比,时间节省高达70%。
 
运动终端的集成处理器根据应用算法协调传感器、先导阀和提升阀的动作。改变一个应用会引起各个组件之间相互作用的变化,智能阀门也因此更具灵活性。内部压力测量传感器简化了配置并提供诊断功能。VTEM运动终端安装在四个或八个阀门平台中。
让变速驱动与可变排量泵完美配合
该系统中运动终端背后的概念依赖于压电阀来控制主阀,以最小的能耗提供比例先导控制。
 
这些全新的一体式模块化可扩展产品,不仅降低了运营和设计成本,而且使集成更容易,提高了灵活性。流体动力泄漏现象十分普遍,新技术可以提供有关泄漏诊断的反馈。
 
新的系统可以提供精确的定位,能实现类似Festo的软停止App功能。通过添加位置传感器和下载App,设计师最高可将周期时间缩短70%。软停止App可以让执行器高速运行,但在碰到减震器前减速。这不仅可以减少振动和循环时间,而且还能通过减少磨损来延长执行器的寿命。
 
智能液压
博世力士乐(Bosch Rexroth,北卡罗来纳州夏洛特市)官方称它的Sytronix变速泵驱动器有助于减少能耗和运行噪声。液压控制智能被直接集成到电机驱动,以使电机转矩适应机器的压力和流量要求。
 
如果系统不需要全功率,控制系统会自动减小泵的驱动扭矩,从而降低能耗和噪声。实际应用证明,Sytronix系统可实现多达80%的能源节省。
 
博世力士乐的Sytronix FcP驱动系统是低功率范围内恒压动力装置的首选,包括一个感应额定电机、一个液压泵和一个EFC电子变频驱动组件。FcP在较低的功率范围内运行,与PGF内齿轮泵一致。
 
在高压力和功率级别,FcP可使用公司PGH系列、或其A10或A4轴向活塞泵的内部齿轮泵。通过使用变量泵,特别是在大功率范围内,能减小电机的扭矩和负载,从而可以选用更小的驱动尺寸。
 
该公司的Sytronix DRn驱动系统适用于中高功率范围的恒压动力装置,它由一个以异步电机和变频器为控制单元的驱动泵模块组成。DRn压力控制系统具有在恒定压力下监控负载需求并自动调节速度的编程功能。
让变速驱动与可变排量泵完美配合
博世力士乐的SytronixFcP驱动系统包括感应额定电机、液压泵和电子变频驱动组件。
 
易于集成、开箱即用的解决方案在许多应用中都很受欢迎,包括金属成型、注塑、压铸、燃气轮机和蒸汽轮机以及风力涡轮机的行距控制。目前可提供的解决方案包括:
 
MJC Engineering(加利福尼亚州亨廷顿海滩)开发了一个交钥匙解决方案,包括系统集成、工程、软件技术和编程,并已获得绿色液压动力(GHP)标签。该系统采用西门子Sinamics变速驱动,为内部齿轮液压泵提供动力。
 
MJC声称,与传统液压系统相比,它可节省70%的能源、降低20 dB的噪音、产生的热量更少、冷却要求更低、油量更少,且占地面积更小。
 
派克汉尼芬(Parker Hannifin Corp.,克利夫兰),通过其在俄亥俄州哥伦布市的液压泵与动力系统部门,提供驱动控制泵(DCP)技术。DCP所具有的协同方法集成了液压动力装置、电子驱动器、电动机和液压泵,以满足液压系统内每一项本地负载需求。
 
这一产品线采用了集成交流驱动单元,包括变频驱动、电子设备以及感应或伺服电机,可与叶片泵、或轴向活塞泵、或这两种技术的组合相匹配。
 
伊顿公司(Eaton Corp.,明尼苏达州的伊登普雷里)展现了其变速驱动泵解决方案为机械制造、制造、石油与天然气和机械行业设备带来的节能效果。
 
完整的解决方案可以包括一个或多个伊顿PVM或Hydrokraft变量活塞泵,或VMQ固定排量叶片泵。结合伊顿变速PowerXLDG1通用驱动或SPX 9000高性能驱动的智能控制,该系统可以满足工作循环的精确负载要求。
 
穆格(纽约州的东奥罗拉)推出了一种速度控制泵系统。与传统方法相比,它能让机器制造商将能耗降低30%或更多。电动静液压泵单元(EPU)旨在结合液压和电动驱动的优点。Moog EPU是电动静液压驱动系统的核心,有助于使分散驱动系统成为可能。
 
这样就无需使用相关的管道而减少整个机器的占地面积。EPU的紧凑设计让用户能将其直接安装到气缸上,因此可进一步减少每个运动轴的空间需求。
 
伺服电机和分散控制趋势可能催生了这些解决方案。现在,通过反馈和传感器,这些解决方案与IoT和互联趋势协调发展。凭借智能液压系统,制造商可以拥有可从世界任何地方进行更多控制的功率密集、精确可编程系统。
 
随着市场上智能和互联产品的增加,制造商有能力找到易于集成、操作和更改的交钥匙解决方案。此外,如果开箱即用的解决方案不能满足需求,还有无数其它的连接阀门、仪表和分散控制。
 
作者:Jeff Kerns

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